¿Es la helicasa una enzima? 9 hechos (¡Lea esto primero!)

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El sufijo -asa se agrega al final de una enzima según el nombre del sustrato. Aprendamos algunos datos sobre la naturaleza enzimática de la helicasa.

La helicasa es una enzima necesaria para el metabolismo de los ácidos nucleicos como la replicación, transcripción, traducción, reparación y recombinación. Hay principalmente dos tipos de helicasas, ADN y ARN helicasa.

Son uno entre el grupo de enzimas hidrolizantes. Dado que la enzima helicasa rompe la hélice del ADN, se denomina helicasa.

Veamos qué tipo de enzima helicasa es, dónde se encuentran, cómo se producen y muchas otras preguntas relacionadas en este artículo.

¿Qué son las enzimas helicasas?

Todas las enzimas son proteínas y todas las enzimas se dividen en diferentes clases según su función. Conozcamos más sobre la enzima helicasa.

Las helicasas son un gran grupo de enzimas que pertenecen a la clase de hidrolasas que provocan la escisión del sustrato. Básicamente son proteínas motoras que se mueven unidireccionalmente durante el proceso de replicación. Ayudan a separar el ADN de doble cadena para iniciar el proceso de replicación.

Se puede acceder al citoplasma de la célula animal mediante una clase de motores moleculares conocidos como proteínas motoras o enzimas helicasa. Al hidrolizar ATP, transforman la energía química en trabajo mecánico.

¿Dónde se encuentran las enzimas helicasas??

Todos los eucariotas contienen enzima helicasa para diversas reacciones metabólicas. Averigüemos la ubicación exacta de la enzima helicasa.

Las enzimas helicasas se encuentran específicamente en la región nuclear de una célula. En las plantas, las helicasas se encuentran en los cloroplastos, los núcleos y las mitocondrias. Dentro del núcleo, las helicasas se encuentran en el cromosoma X.

Funciones de la enzima helicasa

La helicasa es una de las enzimas importantes utilizadas en la vía metabólica. Conozcamos más sobre sus funciones.

Algunas de las funciones importantes de las enzimas helicasas se dan a continuación:

  • Utilizando el poder de la hidrólisis de ATP, que se caracteriza por la ruptura de los enlaces de hidrógeno entre las bases de nucleótidos recocidas, las helicasas se utilizan con frecuencia para separar las hebras de una doble hélice de ADN o una molécula de ARN auto-recolectada.
  • También ayudan a facilitar la recombinación de ADN homólogo y eliminan las proteínas unidas a los ácidos nucleicos.
  • Las helicasas facilitan que el ARN pase por procesos metabólicos como la traducción, la transcripción, la biogénesis de los ribosomas, el empalme, el transporte, la edición y la desintegración del ARN.
  • Cada helicasa se mueve gradualmente a lo largo de la hebra única de ácido nucleico del dúplex con una direccionalidad que es exclusiva de esa enzima.
  • Las helicasas pueden funcionar considerablemente más rápido in vivo que in vitro, porque las proteínas auxiliares ayudan a desestabilizar la unión en horquilla. 
  • Todos los procesos relacionados con el ARN, incluida la transcripción, el empalme y la traducción, involucran helicasas de ARN, que son responsables de modificar la forma de las moléculas de ARN.
  • Todas las helicasas tienen motivos de secuencia (patrón de secuencia de nucleótidos y aminoácidos) dentro de su estructura central que son importantes en la unión de ATP, la hidrólisis de ATP y la translocación a lo largo del sustrato de ácido nucleico.
  • Las helicasas de ARN juegan un papel crucial en el reconocimiento de los ARN de virión.

Estructura de las enzimas helicasas

Diferentes tipos de enzimas helicasas están presentes en eucariotas dependiendo de su estructura y función. Exploremos más sobre su estructura.

Las helicasas suelen tener una estructura hexámera en forma de anillo. La estructura primaria de la ADN helicasa se compone de 3 polímeros con catorce cadenas largas de residuos de aminoácidos. Seis subunidades idénticas están dispuestas hexagonalmente en la ADN helicasa revelada a partir de la estructura cristalina del bacteriófago T7.

Inesperadamente, el anillo no tiene una simetría séxtuple, sino que está significativamente comprimido. A excepción de la helicasa de mantenimiento minicromosómico (MCM) eucariota, todas las helicasas hexámeras tienen una estructura distintiva en forma de anillo y son homohexámeros. Las doce helicasas hexaméricas conocidas funcionan principalmente en la transcripción, recombinación y Replicación de ADN.

¿Qué tipo de enzima es la helicasa?

Todas las enzimas son de naturaleza proteica. Exploremos qué tipo de enzima helicasa es.

Las enzimas helicasas son aquellas enzimas que pertenecen a la clase de hidrolasas y la subclase de translocasas. El complejo enrollamiento de la molécula de ADN en los cromosomas hace que su desenrollamiento sea una tarea difícil. Utilizando la hidrólisis de ATP como fuente de energía, las enzimas helicasas ayudan a desentrañar la doble hélice.

Lo importante de las enzimas helicasas?

La enzima helicasa juega un papel crucial durante la replicación del ADN. Descubramos la importancia de las enzimas helicasas.

La enzima helicasa es importante debido a su especificidad de sustrato. La especificidad del sustrato se puede determinar por la dirección en la que se mueve en la molécula. La helicasa generalmente se mueve en la molécula de ácido nucleico de forma unidireccional, que puede ser 5'-3' o 3'-5'.

La direccionalidad de las helicasas está determinada por la polaridad de la hebra a la que está unida. Por ejemplo, las helicasas 5'3' se adhieren de manera muy efectiva a sustratos con un saliente de 5' pero muy poco a aquellos con un saliente de ssDNA de 3'. 

¿Cómo se producen las enzimas helicasa y cuándo??

Las enzimas helicasas son básicamente plegamientos de proteínas. Exploremos cómo y cuándo se forman las enzimas helicasa.

Las helicasas se forman a partir de 464 residuos de aminoácidos que comprenden una estructura primaria de cadena larga. Durante la replicación, las cadenas laterales de aminoácidos interactúan entre sí y producen una estructura terciaria de helicasas que es funcional.

Las helicasas de ADN desenrollan el ADN en lugares conocidos como origen de replicación u ori durante la replicación del ADN, donde comenzará la síntesis. La bifurcación de replicación, llamada así porque las dos hebras de ADN parecen bifurcadas cuando se abren, es una estructura que se crea mientras la ADN helicasa procede a desenrollar el ADN.

¿Cuáles son los tres modelos dados para el desenrollado del ADN por las enzimas helicasas?

Los mecanismos de translocación unidireccional y separación de pares de bases ayudan en el desenrollado catalítico de segmentos largos de ADN. Veamos los tres modelos para el desenrollado del ADN.

Los tres modelos generales se proponen según la interacción de la helicasa con la hélice del ADN. Estos son :

  1. modelo cuña
  2. modelo torsional y
  3. Modelo de desestabilización de hélice.

Modelo de cuña

En el modelo de cuña, la helicasa se une a la región de desenrollado y se une fuertemente a una hebra del ADN. La otra hebra no interactúa específicamente con la helicasa.

modelo torsional

En el modelo torsional, la helicasa del hexámero se acopla con ambas hebras, una hebra está fuertemente unida al sitio del canal mientras que la otra hebra también interactúa con la región exterior del hexámero que genera torsión y rota ambas hebras.

Helix Modelo desestabilizador

En el modelo de desestabilización de hélice, el hexámero interactúa con una de las hebras separadas en el canal central y también interactúa con el dsDNA en las partes externas del hexámero. La helicasa funde la región dúplex y se traslada unidireccionalmente a lo largo del ADN en el canal central.

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la helicasa es una enzima
Tres modelos propuestos para desenrollar el ADN por la enzima helicasa

Clasificación de las Helicasas

Dependiendo de su función, las helicasas se clasifican en muchos tipos. Averigüemos sobre qué base se clasifican las enzimas helicasa.

Las enzimas helicasas se distinguen sobre la base de la estructura del anillo, el tipo de hélice y la polaridad.

La clasificación de las enzimas helicasas se detalla a continuación:

Clasificado sobre la base de la formación de la estructura del anillo.

Las enzimas helicasas se clasifican en seis superfamilias (SF). Las helicasas que no forman estructura de anillo se clasifican en SF 1 y SF 2. Las que sí forman estructura de anillo se clasifican en SF3-SF6.

Clasificados según el tipo de hélice.

Las helicasas también se clasifican como helicasas α y β según el tipo de hélice que catalizarán. Las helicasas α generalmente interactúan con el ADN monocatenario, mientras que la helicasa β interactúa con el ADN bicatenario.

Clasificados en base a la polaridad

Otra clasificación de las helicasas se realiza sobre la base de la polaridad, ya que trabajan en unidireccional junto con el ácido nucleico. La polaridad de translocación es de dos tipos: el tipo A funciona con una polaridad de 3'-5', mientras que el tipo B funciona bien con una polaridad de 5'-3'.

Conclusión

Para concluir esta publicación, concluimos que la helicasa es una enzima que pertenece a la clase de hidrolasas. La enzima helicasa ayuda a romper los enlaces de hidrógeno de los ácidos nucleicos para separarlos para la replicación del ADN. Además de esta función, las helicasas también participan en varias vías metabólicas como la reparación y recombinación del ADN.

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